Kolem naší planety aktuálně obíhá zhruba 10 tisíc satelitů, které dosahují rychlosti až 27 tisíc kilometrů za hodinu. Nejvýše položené umělé družice létají ve výšce asi 36 tisíc kilometrů, ty nejníže položené se naopak pohybují na nízké oběžné dráze (LEO) zhruba jen 400 kilometrů nad Zemí.
Ještě pod LEO se ovšem nachází takzvaná velmi nízká oběžná dráha (VLEO), o níž se v poslední době zajímá stále více výzkumníků z celého světa. Pásmo sahající až k začátkům atmosféry okolo sta kilometrů nad Zemí má totiž hned několik významných výhod. Asi tou nejdůležitější je skutečnost, že satelity pohybující se ve VLEO můžou být schopné létat navždy.
Jak by toho šlo dosáhnout? Díky blízkosti zmíněné atmosféry se totiž ve VLEO nachází malé množství vzduchu, které lze použít jako neomezený zdroj pohonné hmoty. „Když to lidem popisujeme, zní jim to jako stroj na věčný pohyb,“ řekl BBC Spence Wise, viceprezident letecké společnosti Redwire. Teoreticky by tak mohlo vzniknout jakési vesmírné perpetuum mobile.
Pohon místo odporu
V minulých letech se většina satelitů snažila VLEO co nejrychleji proletět, a to právě kvůli zmíněnému vlivu zemské atmosféry a velkému odporu vzduchu. Ten při dlouhodobém pobytu sníží rychlost takřka každé družice natolik, že ji nakonec gravitace přitáhne do vzdálenosti zhruba sta kilometrů od povrchu Země, kde kvůli extrémně vysokým teplotám okolo tisíce stupňů Celsia shoří.
Úspěšné dlouhodobé setrvání satelitu ve VLEO poprvé zrealizovala až Evropská kosmická agentura (ESA) v roce 2009, a to v rámci mise Gravity Field a Steady-State Ocean Circulation Explorer (GOCE). Satelit unikátního protáhlého tvaru s iontovým pohonným systémem tehdy kroužil ve výšce kolem 250 kilometrů, kde vydržel zhruba čtyři roky, než mu došlo palivo a shořel.
Několik společností se ale nyní snaží vyvinout mnohem efektivnější pohon schopný získávat molekuly z tenké vrstvy vzduchu. Systém nazývaný Air-Breathing Electric Propulsion (ABEP) počítá s vytvořením otvoru na přední straně satelitu, do něhož bude proudit plyn z atmosféry. Ten následně vytvoří plazmu, která bude družici pohánět.
„Myšlenka je použít stejný vzduch, jenž by satelit jinak zpomaloval, jako pohonnou látku. Pokud přitom dokážeme vygenerovat tah, který se bude rovnat okolnímu odporu vzduchu, bude možné v dané výšce zůstat nekonečně dlouhou dobu,“ vysvětlil princip pohonu Francesco Romano, vědec ze Švýcarského plazmového centra v Lausanne.
Do vesmíru už příští rok
Kromě vědců na novém pohonu ABEP pracují i mnohé soukromé společnosti, přičemž jednou z nich je i londýnská Stellar Advanced Concepts. Ta nedávno společně s další nizozemskou firmou a univerzitou v Manchesteru získala od britské vlády grant ve výši 390 tisíc liber (asi 11,7 milionu korun), jehož cílem je vypustit satelit s pohonem ABEP do vesmíru v roce 2027.
Další perspektivní společností je třeba španělský Kreios Space. Ten chce podle svého šéfa Senara Tejedora už v roce 2026 vypustit malou družici s pohonem ABEP, která umožní provádět různé testy na oběžné dráze v nadmořských výškách mezi 200 až 250 kilometry.
Zajímavé projekty ale vznikají i ve Spojených státech, kde na ně Americké ministerstvo obrany přispělo více než 20 miliony dolarů (přibližně 486 milionů korun). Část těchto financí obdržela třeba společnost Redwire, jež pracuje na vývoji „elegantního orbitálního dronu“ jménem SabreSat. Ten má mít velmi specifický design, jehož hlavním cílem bude snížení zmíněného odporu.
Redwire má rovněž svoji evropskou pobočku, která souběžně pracuje na satelitu Phantom, jenž se skládá z odlišných materiálů a také má jiný vzhled. „V současné době jsme uprostřed fáze návrhu a tým pracuje na uvedení na trh v roce 2027 nebo 2028,“ uvedl Juan Pablo Ramos, manažer rozvoje obchodu belgické odnože Redwiru.
Trh má vyrůst na stovky miliard
Navrhnout a zkonstruovat satelity schopné vydržet ve VLEO je samozřejmě obtížné, vědci jsou ovšem přesvědčeni, že se to rozhodně vyplatí. Může za to třeba fakt, že velmi nízká oběžná dráha umožňuje díky menší vzdálenosti od Země její kvalitnější snímkování ve vyšším rozlišení. „Mohli byste používat buď menší kamery a získat stejnou kvalitu dat, nebo nasadit stejné kamery a získat mnohem vyšší rozlišení,“ zmínil ředitel Stellar Advanced Concepts Michael Newsam.
Fotografie povrchu Země přitom mají široké využití, a to třeba v námořní dopravě, zemědělství nebo při monitorování lesních požárů. „Kvalitnější snímky by byly splněným snem, jelikož bychom získali mnoho nových informací o životním prostředí,“ shrnul Sean Elvidge, který se na Birminghamské univerzitě zabývá podnikáním ve vesmíru.
Další zásadní výhodou VLEO je pak její možné využití pro internetové služby, jako je třeba síť Starlink společnosti SpaceX. Vzhledem k tomu, že toto pásmo je skutečně blízko Zemi, signál z něj zvládnou přijímat i klasické mobilní telefony. Díky tomu by veškerá mobilní komunikace mohla v budoucnu fungovat přes satelity, což by odstranilo nutnost stavět nákladné telekomunikační věže a antény. Zároveň by tak vznikl potenciál pro vybudování zbrusu nového, a hlavně velice perspektivního odvětví. „Očekáváme, že v roce 2032 bude globální trh satelitních služeb ve VLEO dosahovat hodnoty kolem 15 miliard dolarů (téměř 365 miliard korun),“ uzavřel šéf Kreios Space Tejedor.
